JP2002051550A - Switching power supply and semiconductor device therefor - Google Patents

Switching power supply and semiconductor device therefor

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JP2002051550A
JP2002051550A JP2000233060A JP2000233060A JP2002051550A JP 2002051550 A JP2002051550 A JP 2002051550A JP 2000233060 A JP2000233060 A JP 2000233060A JP 2000233060 A JP2000233060 A JP 2000233060A JP 2002051550 A JP2002051550 A JP 2002051550A
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尚彦 諸田
Yoshiaki Yatani
佳明 八谷
Seiki Yamaguchi
誠毅 山口
浩司 ▲高▼田
Koji Takada
Takashi Kunimatsu
崇 國松
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the efficiency of power supply by a switching power supply without fail by reducing switching loss under light load to reduce power consumption through simple constitution. SOLUTION: A control circuit 15 includes an output load detection circuit 53 that converts feedback signals into feedback voltage signals VFBO indicating the state of a secondary-side load and outputs the signals; an error amplifier 22 that receives the feedback voltage signals VFBO at the inverting terminal thereof, generates error voltage signals VEAO resulting from the difference between the feedback voltage signals and reference voltages applied to the positive-phase terminal thereof, and outputs the signals; a switching signal control circuit 25 that controls switching signal output based on the comparison signals resulting from the comparison of the error voltage signals VEAO with element current detection signals VCL; and a light load detection circuit 40 that causes a switching signal control circuit 25 to stop the output of switching signals to a switching element 14, if the error voltage signal VEAO is lower than the lower limit voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
装置に関し、特に、軽負荷時の消費電力を低減できるス
イッチング電源装置及びスイッチング電源用半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply, and more particularly, to a switching power supply and a semiconductor device for a switching power supply that can reduce power consumption under light load.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、従来のスイッチング電源装置につ
いて図面を参照しながら説明する。
2. Description of the Related Art First, a conventional switching power supply will be described with reference to the drawings.

【0003】図5は入力側と出力側とが電気的に絶縁さ
れた従来のスイッチング電源装置の回路構成を示してい
る。図5に示すスイッチング電源装置において、例え
ば、入力端子に入力される商用電源からの交流電流は、
ダイオードブリッジ等からなる整流器101により整流
される。続いて、入力コンデンサ102により平滑化さ
れて直流電圧Vinとなり、電力変換用のトランス103
に入力される。トランス103は、第1の1次巻線10
3a、第2の1次巻線103b及び2次巻線103cを
有しており、生成された直流電圧Vinが第1の1次巻線
103aに入力される。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a conventional switching power supply in which an input side and an output side are electrically insulated. In the switching power supply device shown in FIG. 5, for example, an alternating current input from a commercial power supply to an input terminal is:
It is rectified by a rectifier 101 composed of a diode bridge or the like. Subsequently, the DC voltage is smoothed by the input capacitor 102 and becomes the DC voltage Vin, and the transformer 103 for power conversion is used.
Is input to The transformer 103 includes a first primary winding 10
3a, a second primary winding 103b and a secondary winding 103c, and the generated DC voltage Vin is input to the first primary winding 103a.

【0004】トランス103の第1の1次巻線103a
に入力された直流電圧Vinは、パワーMOSFET等か
らなるスイッチング素子104により制御され、スイッ
チング素子104のスイッチング動作によって、トラン
ス103の2次巻線103cに磁気誘導による起電力が
発生する。
The first primary winding 103a of the transformer 103
Is controlled by a switching element 104 composed of a power MOSFET or the like, and the switching operation of the switching element 104 generates an electromotive force in the secondary winding 103c of the transformer 103 by magnetic induction.

【0005】2次巻線103cに発生した起電力による
電流は、2次巻線103cと接続されたダイオード11
0及び出力コンデンサ111により整流され且つ平滑化
されて、出力電圧Voの直流電力として負荷112に供
給される。
The current caused by the electromotive force generated in the secondary winding 103c is equal to the current of the diode 11 connected to the secondary winding 103c.
0 and rectified and smoothed by the output capacitor 111 and supplied to the load 112 as DC power of the output voltage Vo.

【0006】トランス103の第2の1次巻線103b
にも、第1の1次巻線103aによる直流起電力が発生
し、第2の1次巻線103bから出力される直流電流
は、ダイオード121及びコンデンサ122からなる補
助電源部120により整流され平滑化されて補助電源電
圧Vccが生成される。
The second primary winding 103b of the transformer 103
Also, a DC electromotive force is generated by the first primary winding 103a, and the DC current output from the second primary winding 103b is rectified and smoothed by the auxiliary power supply unit 120 including the diode 121 and the capacitor 122. And an auxiliary power supply voltage Vcc is generated.

【0007】補助電源電圧Vccにより駆動される制御回
路130は、スイッチング素子104のゲートに制御信
号を出力する。ここで、補助電源電圧Vccは、トランス
103の2次巻線103cから負荷112に供給される
出力電圧Voと比例しており、該出力電圧Voを安定さ
せる帰還信号としても用いられる。
[0007] The control circuit 130 driven by the auxiliary power supply voltage Vcc outputs a control signal to the gate of the switching element 104. Here, the auxiliary power supply voltage Vcc is proportional to the output voltage Vo supplied from the secondary winding 103c of the transformer 103 to the load 112, and is also used as a feedback signal for stabilizing the output voltage Vo.

【0008】制御回路130は、スイッチング素子10
4に印加するスイッチング信号を出力する発振器131
と、補助電源電圧Vccと基準電圧との差からなる誤差電
圧信号VEAOを出力する誤差増幅器132と、スイッ
チング素子104を流れるドレイン電流IDを検出して
素子電流検出信号VCLを出力するドレイン電流検出回
路133と、誤差電圧信号VEAOと素子電流検出信号
VCLとを比較し、比較結果を出力する比較器134
と、比較信号に基づいてスイッチング信号の出力を制御
するスイッチング信号制御回路135とを有している。
[0008] The control circuit 130 includes the switching element 10
Oscillator 131 which outputs a switching signal to be applied to the oscillator 4
An error amplifier 132 that outputs an error voltage signal VEAO consisting of a difference between the auxiliary power supply voltage Vcc and the reference voltage; and a drain current detection circuit that detects a drain current ID flowing through the switching element 104 and outputs an element current detection signal VCL. 133, a comparator 134 that compares the error voltage signal VEAO with the element current detection signal VCL, and outputs a comparison result.
And a switching signal control circuit 135 for controlling the output of the switching signal based on the comparison signal.

【0009】スイッチング信号制御回路135は、セッ
ト端子に発振器131からのクロック信号CLKを受
け、リセット端子に比較器134の出力信号を受けるR
Sフリップフロップ回路136と、入力端子に発振器1
31からの最大デューティサイクル信号MDCを受け、
他の入力端子にRSフリップフロップ回路136からの
出力信号を受けるNAND回路137と、NAND回路
137の出力信号を受け、これを反転増幅して、スイッ
チング素子104のゲートに制御信号として出力するゲ
ートドライバ138とから構成されている。
The switching signal control circuit 135 receives a clock signal CLK from the oscillator 131 at a set terminal and an output signal of the comparator 134 at a reset terminal.
The S flip-flop circuit 136 and the oscillator 1
31 receives the maximum duty cycle signal MDC from
A NAND circuit 137 receiving an output signal from the RS flip-flop circuit 136 at another input terminal; a gate driver receiving the output signal of the NAND circuit 137, inverting and amplifying the output signal, and outputting the inverted signal as a control signal to the gate of the switching element 104 138.

【0010】以下、前記のように構成された従来のスイ
ッチング電源装置の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the conventional switching power supply device configured as described above will be described.

【0011】図5において、まず、該装置が起動された
直後には、商用電源からの交流電流が整流器101に入
力されると、入力された交流電流が整流器101と入力
コンデンサ102とにより整流及び平滑化されて、直流
電圧Vinに変換され、変換された直流電圧Vinはトラン
ス103の第1の1次巻線103aに印加される。この
とき、直流電圧Vinは、制御回路130に含まれる内部
回路電流供給回路139を介して電流が供給され、補助
電源部120のコンデンサ122が充電される。
Referring to FIG. 5, first, immediately after the apparatus is started, when an AC current from a commercial power supply is input to the rectifier 101, the input AC current is rectified by the rectifier 101 and the input capacitor 102. The DC voltage Vin is smoothed and converted to a DC voltage Vin, and the converted DC voltage Vin is applied to the first primary winding 103 a of the transformer 103. At this time, the DC voltage Vin is supplied with current through the internal circuit current supply circuit 139 included in the control circuit 130, and the capacitor 122 of the auxiliary power supply unit 120 is charged.

【0012】その後、補助電源部120において、補助
電源電圧Vccが制御回路130の起動電圧にまで達する
と、制御回路130が動作を開始する。これにより、ス
イッチング素子104へのスイッチング動作の制御が開
始されると共に、起動・停止回路140が、内部回路電
流供給回路139を停止する。
Thereafter, in the auxiliary power supply section 120, when the auxiliary power supply voltage Vcc reaches the starting voltage of the control circuit 130, the control circuit 130 starts operating. Thereby, the control of the switching operation to the switching element 104 is started, and the start / stop circuit 140 stops the internal circuit current supply circuit 139.

【0013】制御回路130は、負荷112に対する出
力電圧Voが所定の電圧値で安定するように、補助電源
電圧Vccに基づいてスイッチング素子104によるスイ
ッチング動作を制御する。具体的には、負荷112に対
する出力電圧Voと補助電源電圧Vccとをトランス10
3の第2の1次巻線103bと2次巻線103cの巻数
比に比例した電圧とすると共に、比較器134に、誤差
増幅器132からの誤差電圧信号VEAOと、ドレイン
電流検出回路133からの素子電流検出信号VCLとを
比較し、両信号VEAO、VCLが互いに等しくなった
ときに、RSフリップフロップ回路136のリセット端
子にハイレベルの出力信号を出力するようにしている。
The control circuit 130 controls the switching operation of the switching element 104 based on the auxiliary power supply voltage Vcc so that the output voltage Vo to the load 112 is stabilized at a predetermined voltage value. Specifically, the output voltage Vo to the load 112 and the auxiliary power supply voltage Vcc are
3 and a voltage proportional to the turns ratio between the second primary winding 103b and the secondary winding 103c, and an error voltage signal VEAO from the error amplifier 132 and a voltage from the drain current detection circuit 133 to the comparator 134. A comparison is made with the element current detection signal VCL, and when both the signals VEAO and VCL become equal to each other, a high-level output signal is output to the reset terminal of the RS flip-flop circuit 136.

【0014】次に、図6のタイミングチャートに示すよ
うに、負荷変動時において、負荷112に対する電流供
給量が減り、負荷供給電流Ioが低下すると、出力電圧
Voが若干上昇する。これを受けて、帰還側の補助電源
部120の補助電源電圧Vccも上昇し、誤差増幅器1
32からの誤差電圧信号VEAOが低下する。
Next, as shown in the timing chart of FIG. 6, when the load supply current decreases to the load 112 and the load supply current Io decreases during a load change, the output voltage Vo slightly increases. In response to this, the auxiliary power supply voltage Vcc of the auxiliary power supply section 120 on the feedback side also increases, and the error amplifier 1
The error voltage signal VEAO from 32 drops.

【0015】負荷変動時や待機時等の無負荷時及び軽負
荷時のように、誤差電圧信号VEAOが低下した状態
で、誤差電圧信号VEAOと素子電流検出信号VCLと
が等しくなると、比較器134からRSフリップフロッ
プ回路136のリセット端子にリセット信号が出力され
るため、NAND回路137からは、定常負荷時よりも
早いタイミングでスイッチング素子104をオフ状態と
する信号が出力される。その結果、スイッチング素子1
04は、スイッチング動作時におけるオン状態となる時
間が短くなるため、スイッチング素子104を流れるド
レイン電流IDが減少する。
When the error voltage signal VEAO and the element current detection signal VCL become equal in a state where the error voltage signal VEAO is lowered, such as when no load such as a load change or a standby time and when the load is light, a comparator 134 is used. , A reset signal is output to the reset terminal of the RS flip-flop circuit 136, so that a signal for turning off the switching element 104 is output from the NAND circuit 137 at a timing earlier than during a steady load. As a result, switching element 1
In No. 04, the on-state time during the switching operation is shortened, so that the drain current ID flowing through the switching element 104 decreases.

【0016】このように、従来のスイッチング電源装置
の制御回路130は、負荷112に供給される負荷供給
電流Ioに応じて、スイッチング素子104に流れるド
レイン電流IDの大きさを制御することにより、軽負荷
時の消費電力を低減することができる電流モード制御方
式を採っている。
As described above, the control circuit 130 of the conventional switching power supply device controls the magnitude of the drain current ID flowing through the switching element 104 in accordance with the load supply current Io supplied to the load 112, thereby reducing the lightness. A current mode control method capable of reducing power consumption under load is employed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のスイッチング電源装置は、待機時等の軽負荷時には
スイッチング素子104に流れるドレイン電流IDが低
減されるものの、ドレイン電流IDを完全に0にするこ
とができないため、無負荷時でも、ある程度の電流が流
れる。従って、無負荷時においても、スイッチング素子
104のスイッチング動作によって電流が損失するた
め、負荷が小さくなる程スイッチング素子104におけ
る電流損失の割合が大きくなる。その結果、電源の効率
が低下して、電源の待機時の省電力化を達成できないと
いう問題がある。
However, in the conventional switching power supply, the drain current ID flowing through the switching element 104 is reduced during a light load such as during standby, but the drain current ID is completely reduced to zero. Therefore, a certain amount of current flows even when there is no load. Therefore, even when there is no load, the current is lost due to the switching operation of the switching element 104. Therefore, as the load becomes smaller, the ratio of the current loss in the switching element 104 increases. As a result, there is a problem that the efficiency of the power supply is reduced and power saving during standby of the power supply cannot be achieved.

【0018】本発明は、前記従来の問題を解決し、その
目的は、簡単な構成で、軽負荷時のスイッチング損失を
減らして消費電力を削減することにより、スイッチング
電源装置における電源効率を確実に向上することができ
るようにすることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems. An object of the present invention is to reduce power consumption by reducing switching loss at a light load with a simple configuration, thereby ensuring power supply efficiency in a switching power supply. Is to be able to improve.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、スイッチング電源装置を、出力電圧検出
回路により検出され且つ制御回路に帰還して生成される
出力側の負荷状態を示す帰還電圧に基づいて、スイッチ
ング素子に対するスイッチング信号の出力を停止する構
成とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a switching power supply device which shows a load state on an output side which is detected by an output voltage detection circuit and generated by feedback to a control circuit. The output of the switching signal to the switching element is stopped based on the feedback voltage.

【0020】具体的に、本発明に係るスイッチング電源
装置は、変圧器と、入力端子が変圧器の1次巻線と接続
され、変圧器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチ
ング素子と、変圧器の2次巻線と接続され、変圧器の2
次側の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、第
1の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出
力電圧生成回路と、スイッチング素子の動作を制御する
制御回路と、第2の直流電圧の電圧値を検出して出力す
る出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路の出力信号を
制御回路に帰還信号として絶縁状態で帰還する帰還回路
と、陽極に1次巻線の出力を受け、陰極にスイッチング
素子の出力を受け、制御回路用の電源電圧を生成する制
御回路用電源コンデンサと、1次巻線の出力側と制御回
路用電源コンデンサの陽極との間に設けられ、電源電圧
を所定値に保持する電圧レギュレータとを備え、制御回
路は、スイッチング素子に印加するスイッチング信号を
生成して出力する発振器と、スイッチング素子を流れる
電流を検出し、素子電流検出信号として出力する電流検
出回路と、帰還信号から2次側の負荷状態を示す帰還電
圧信号に変換して出力する出力負荷検出回路と、帰還電
圧信号と基準電圧との差からなる誤差電圧信号を生成し
て出力する誤差増幅器と、素子電流検出信号と誤差電圧
信号とを比較し、比較した比較信号を出力する比較器
と、比較信号に基づいてスイッチング信号の出力を制御
するスイッチング信号制御回路と、誤差電圧信号が下限
電圧値よりも小さい場合にはスイッチング信号制御回路
に対してスイッチング素子へのスイッチング信号の出力
を停止し、誤差電圧信号が上限電圧値よりも大きい場合
にはスイッチング信号制御回路に対してスイッチング信
号の出力を開始する軽負荷検出回路とを有している。
Specifically, a switching power supply according to the present invention includes a transformer, a switching element having an input terminal connected to a primary winding of the transformer, and receiving a first DC voltage via the transformer. Connected to the secondary winding of the transformer,
An output voltage generation circuit that generates and outputs a second DC voltage from the first DC voltage by rectifying and smoothing the output voltage on the secondary side, a control circuit that controls the operation of the switching element, An output voltage detection circuit for detecting and outputting the voltage value of the DC voltage of No. 2, a feedback circuit for insulatedly feeding back the output signal of the output voltage detection circuit to the control circuit as a feedback signal, and an output of the primary winding to the anode. Receiving the output of the switching element on the cathode, a control circuit power supply capacitor for generating a power supply voltage for the control circuit, and provided between the output side of the primary winding and the anode of the control circuit power supply capacitor, A voltage regulator for holding a power supply voltage at a predetermined value; a control circuit for generating and outputting a switching signal to be applied to the switching element; an oscillator for detecting a current flowing through the switching element; A current detection circuit that outputs a current detection signal, an output load detection circuit that converts a feedback signal into a feedback voltage signal that indicates a secondary-side load state, and outputs an error voltage that is a difference between the feedback voltage signal and a reference voltage An error amplifier that generates and outputs a signal, a comparator that compares an element current detection signal and an error voltage signal, and outputs a compared comparison signal, and a switching signal control that controls an output of a switching signal based on the comparison signal When the error voltage signal is smaller than the lower limit voltage value, the output of the switching signal to the switching element is stopped for the switching signal control circuit when the error voltage signal is smaller than the lower limit voltage value. A light load detection circuit that starts outputting a switching signal to the control circuit.

【0021】本発明のスイッチング電源装置によると、
軽負荷時には消費される電流が減少して装置の出力電圧
である第2の直流電圧が上昇すると、2次側出力電圧、
すなわち第2の直流電圧の負荷状態を反映する帰還電圧
信号の電圧値が高くなる。これにより、帰還電圧信号と
基準電圧との差からなる誤差電圧信号を生成する誤差増
幅器からの誤差電圧信号の電圧値は低下する。このと
き、軽負荷検出回路は、誤差電圧信号が下限電圧値より
も小さい場合にはスイッチング信号制御回路に対してス
イッチング素子へのスイッチング信号の出力を停止する
ため、スイッチング素子における損失が減り、軽負荷時
の消費電力を削減できるので、スイッチング電源装置の
電源効率を向上することができる。
According to the switching power supply of the present invention,
When the current consumed at the time of light load decreases and the second DC voltage which is the output voltage of the device increases, the secondary side output voltage,
That is, the voltage value of the feedback voltage signal reflecting the load state of the second DC voltage increases. As a result, the voltage value of the error voltage signal from the error amplifier that generates the error voltage signal including the difference between the feedback voltage signal and the reference voltage decreases. At this time, when the error voltage signal is smaller than the lower limit voltage value, the light load detection circuit stops outputting the switching signal to the switching element with respect to the switching signal control circuit. Since the power consumption under load can be reduced, the power supply efficiency of the switching power supply can be improved.

【0022】その上、1次巻線の出力側と制御回路用電
源コンデンサの陽極との間に電圧レギュレータを設けて
いるため、制御回路用電源コンデンサにより生成される
制御回路の電源電圧値を所定値に保持できるので、出力
負荷検出回路が、2次側の負荷状態を反映した帰還信号
から帰還電圧信号を確実に変換できる。
In addition, since the voltage regulator is provided between the output side of the primary winding and the anode of the power supply capacitor for the control circuit, the power supply voltage value of the control circuit generated by the power supply capacitor for the control circuit is controlled to a predetermined value. Since the output voltage can be held at the value, the output load detection circuit can reliably convert the feedback signal reflecting the load state of the secondary side from the feedback signal.

【0023】本発明のスイッチング電源装置において、
帰還回路がフォトカプラを含むことが好ましい。このよ
うにすると、変圧器により入力側と出力側とが電気的に
絶縁されている場合であっても、出力側の負荷状態を入
力側に確実に帰還させることができる。
In the switching power supply of the present invention,
Preferably, the feedback circuit includes a photocoupler. With this configuration, even when the input side and the output side are electrically insulated by the transformer, the load state on the output side can be reliably fed back to the input side.

【0024】本発明のスイッチング電源装置において、
軽負荷検出回路は、下限電圧又は上限電圧の値を可変に
設定できる検出電圧可変手段を有していることが好まし
い。このようにすると、待機時の負荷電流値を、本装置
を組み込むシステムに応じて最適化できるため、組み込
むシステムの選択肢を増やすことができる。
In the switching power supply of the present invention,
It is preferable that the light load detection circuit has a detection voltage variable unit that can variably set the value of the lower limit voltage or the upper limit voltage. With this configuration, the load current value during standby can be optimized according to the system in which the present device is to be incorporated, and the number of options for the system to be incorporated can be increased.

【0025】本発明のスイッチング電源装置において、
スイッチング素子及び前記制御回路が、スイッチング素
子の入力端子及び出力端子、並びに前記制御回路におけ
る前記制御回路用電源コンデンサの陽極側の入力端子及
び前記出力負荷検出回路における前記帰還信号の入力端
子が外部接続端子となるように一つの半導体基板上に集
積化されて形成されていることが好ましい。このように
すると、スイッチング素子及び制御回路を1チップ化で
きるため、部品点数を大幅に削減できると共に、スイッ
チング電源装置のサイズを小型化できる。
In the switching power supply of the present invention,
The switching element and the control circuit are connected to an input terminal and an output terminal of the switching element, and an input terminal on the anode side of the control circuit power supply capacitor in the control circuit and an input terminal of the feedback signal in the output load detection circuit are externally connected. It is preferable that they are integrated on one semiconductor substrate so as to be terminals. With this configuration, since the switching element and the control circuit can be integrated into one chip, the number of components can be significantly reduced, and the size of the switching power supply device can be reduced.

【0026】本発明に係るスイッチング電源用半導体装
置は、変圧器と、入力端子が変圧器の1次巻線と接続さ
れ、変圧器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチン
グ素子と、変圧器の2次巻線と接続され、変圧器の2次
側の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、第1
の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出力
電圧生成回路と、スイッチング素子の動作を制御する制
御回路と、第2の直流電圧の電圧値を検出して出力する
出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路の出力信号を制
御回路に帰還信号として絶縁状態で帰還する帰還回路
と、陽極に1次巻線の出力を受け、陰極にスイッチング
素子の出力を受け、制御回路用の電源電圧を生成する制
御回路用電源コンデンサと、1次巻線の出力側と制御回
路用電源コンデンサの陽極との間に設けられ、電源電圧
を所定値に保持する電圧レギュレータとを備えたスイッ
チング電源装置を制御するスイッチング電源用半導体装
置を対象とし、スイッチング電源用半導体装置は、スイ
ッチング素子及び制御回路を含み、制御回路は、スイッ
チング素子に印加するスイッチング信号を生成して出力
する発振器と、スイッチング素子を流れる電流を検出
し、素子電流検出信号として出力する電流検出回路と、
帰還信号から2次側の負荷状態を示す帰還電圧信号に変
換して出力する出力負荷検出回路と、帰還電圧信号と基
準電圧との差からなる誤差電圧信号を生成して出力する
誤差増幅器と、素子電流検出信号と誤差電圧信号とを比
較し、比較した比較信号を出力する比較器と、比較信号
に基づいてスイッチング信号の出力を制御するスイッチ
ング信号制御回路と、誤差電圧信号が下限電圧値よりも
小さい場合にはスイッチング信号制御回路に対してスイ
ッチング素子へのスイッチング信号の出力を停止し、誤
差電圧信号が上限電圧値よりも大きい場合にはスイッチ
ング信号制御回路に対して前記スイッチング信号の出力
を開始する軽負荷検出回路とを有している。
A semiconductor device for a switching power supply according to the present invention includes a transformer, a switching element having an input terminal connected to a primary winding of the transformer, and receiving a first DC voltage via the transformer; Rectifies and smoothes the output voltage on the secondary side of the transformer, and
Output voltage generation circuit for generating and outputting a second DC voltage from the DC voltage of the first DC voltage, a control circuit for controlling the operation of the switching element, and an output voltage detection circuit for detecting and outputting the voltage value of the second DC voltage A feedback circuit that insulates the output signal of the output voltage detection circuit to the control circuit as a feedback signal, receives an output of the primary winding on an anode, receives an output of a switching element on a cathode, and supplies a power supply for the control circuit. A switching power supply device comprising: a power supply capacitor for a control circuit that generates a voltage; and a voltage regulator that is provided between an output side of the primary winding and an anode of the power supply capacitor for the control circuit, and that holds a power supply voltage at a predetermined value. The semiconductor device for a switching power supply includes a switching element and a control circuit, and the control circuit applies a voltage to the switching element. An oscillator for generating and outputting a switching signal, a current detection circuit for detecting a current flowing through the switching element, and outputs as an element current detection signal,
An output load detection circuit that converts the feedback signal into a feedback voltage signal indicating a secondary-side load state and outputs the error voltage signal; an error amplifier that generates and outputs an error voltage signal including a difference between the feedback voltage signal and the reference voltage; A comparator for comparing the element current detection signal and the error voltage signal and outputting a comparison signal compared therewith; a switching signal control circuit for controlling the output of the switching signal based on the comparison signal; When the error voltage signal is smaller than the upper limit voltage value, the output of the switching signal to the switching element is stopped for the switching signal control circuit. And a light load detection circuit to start.

【0027】本発明のスイッチング電源用半導体装置に
よると、軽負荷時には消費される電流が減少して装置の
出力電圧である第2の直流電圧が上昇すると、2次側出
力電圧、すなわち第2の直流電圧の負荷状態を反映する
帰還電圧信号の電圧値が高くなる。これにより、帰還電
圧信号と基準電圧との差からなる誤差電圧信号を生成す
る誤差増幅器からの誤差電圧信号の電圧値は低下する。
このとき、軽負荷検出回路は、誤差電圧信号が下限電圧
値よりも小さい場合にはスイッチング信号制御回路に対
してスイッチング素子へのスイッチング信号の出力を停
止するため、スイッチング素子における損失が減り、軽
負荷時の消費電力を削減できるので、スイッチング電源
装置の電源効率を向上することができる。
According to the semiconductor device for a switching power supply of the present invention, when the current consumed at the time of light load decreases and the second DC voltage which is the output voltage of the device increases, the secondary output voltage, that is, the second output voltage, The voltage value of the feedback voltage signal reflecting the load state of the DC voltage increases. As a result, the voltage value of the error voltage signal from the error amplifier that generates the error voltage signal including the difference between the feedback voltage signal and the reference voltage decreases.
At this time, when the error voltage signal is smaller than the lower limit voltage value, the light load detection circuit stops outputting the switching signal to the switching element with respect to the switching signal control circuit. Since the power consumption under load can be reduced, the power supply efficiency of the switching power supply can be improved.

【0028】本発明のスイッチング電源用半導体装置に
おいて、軽負荷検出回路が、下限電圧又は上限電圧の値
を可変に設定できる検出電圧可変手段を有していること
が好ましい。
In the semiconductor device for a switching power supply according to the present invention, it is preferable that the light load detection circuit has a detection voltage varying means capable of variably setting a lower limit voltage or an upper limit voltage.

【0029】本発明のスイッチング電源用半導体装置に
おいて、スイッチング素子及び制御回路が、スイッチン
グ素子の入力端子及び出力端子、並びに制御回路におけ
る制御回路用電源コンデンサの陽極側の入力端子及び出
力負荷検出回路における帰還信号の入力端子が外部接続
端子となるように一つの半導体基板上に集積化されて形
成されていることが好ましい。
In the semiconductor device for a switching power supply according to the present invention, the switching element and the control circuit may include an input terminal and an output terminal of the switching element, and an input terminal and an output load detection circuit on the anode side of the control circuit power supply capacitor in the control circuit. It is preferable that the input terminal of the feedback signal be integrated on one semiconductor substrate so as to be an external connection terminal.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0031】図1は本発明の一実施形態に係るスイッチ
ング電源装置の概略的な回路構成を示している。図1に
示すように、本実施形態に係るスイッチング電源装置
は、主入力端子10に印加された、例えば商用電源から
の交流電流を整流し平滑化された第1の直流電圧をトラ
ンス(変圧器)13の1次側に印加しながら、スイッチ
ング素子14のオンオフ動作の繰り返しによるスイッチ
ング動作によって、トランス13の2次側に設けられた
出力電圧生成回路16により第2の直流電圧である所望
の出力電圧Voを主出力端子17に出力するスイッチン
グ電源装置である。
FIG. 1 shows a schematic circuit configuration of a switching power supply according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the switching power supply according to the present embodiment converts a smoothed first DC voltage applied to a main input terminal 10 from, for example, an AC current from a commercial power supply to a transformer (transformer). 3) While the voltage is being applied to the primary side of the switching element 13, the switching operation by repeating the on / off operation of the switching element 14 causes the output voltage generation circuit 16 provided on the secondary side of the transformer 13 to output the desired output as the second DC voltage The switching power supply device outputs the voltage Vo to the main output terminal 17.

【0032】以下、スイッチング電源装置を詳細に説明
する。
Hereinafter, the switching power supply device will be described in detail.

【0033】トランス13は、1次巻線13a及び2次
巻線13cを有している。
The transformer 13 has a primary winding 13a and a secondary winding 13c.

【0034】主入力端子10には、交流電流を整流する
ダイオードブリッジ等からなる整流器11と、整流され
た信号を平滑化して直流電圧Vinを生成する入力コンデ
ンサ12とがそれぞれ並列に接続されている。生成され
た直流電圧Vinは、トランス13の1次巻線13aに入
力された後、例えばN型パワーMOSFETからなるス
イッチング素子14のドレイン端子TD に入力される。
ここで、スイッチング素子14のソース端子Tsは、入
力コンデンサ12の陰極端子と接続され、そのゲートに
は、該スイッチング素子14の動作を制御する制御回路
15から出力される制御信号が入力される。
A rectifier 11 composed of a diode bridge or the like for rectifying an AC current and an input capacitor 12 for smoothing a rectified signal to generate a DC voltage Vin are connected to the main input terminal 10 in parallel. . After the generated DC voltage Vin is input to the primary winding 13a of the transformer 13, it is input to the drain terminal TD of a switching element 14 composed of, for example, an N-type power MOSFET.
Here, the source terminal Ts of the switching element 14 is connected to the cathode terminal of the input capacitor 12, and a control signal output from a control circuit 15 for controlling the operation of the switching element 14 is input to its gate.

【0035】なお、本スイッチング電源装置は整流器1
1を設けない構成であってもよい。その場合は、第1の
直流電圧Vinをあらかじめ整流してから主入力端子10
に入力すればよい。
Note that the present switching power supply device has a rectifier 1
1 may not be provided. In that case, the first DC voltage Vin is rectified in advance and then
Should be entered.

【0036】トランス13の2次巻線13cには、出力
電圧生成回路16が接続されている。出力電圧生成回路
16は、1次巻線13aに印加され且つスイッチングさ
れた直流電圧Vinの磁気誘導により発生した起電力によ
る電流を整流する第1のダイオード161と、整流され
た信号を平滑化する出力コンデンサ162とから構成さ
れている。
An output voltage generating circuit 16 is connected to the secondary winding 13c of the transformer 13. The output voltage generating circuit 16 rectifies a current caused by an electromotive force generated by magnetic induction of the DC voltage Vin applied to the primary winding 13a and switched, and smoothes the rectified signal. And an output capacitor 162.

【0037】出力電圧生成回路16と接続されている主
出力端子17は、そのハイレベル側の端子とローレベル
側の端子との間に負荷18が接続され、該負荷18には
負荷供給電流Ioが流れる。
The main output terminal 17 connected to the output voltage generating circuit 16 has a load 18 connected between its high-level terminal and low-level terminal. The load 18 has a load supply current Io. Flows.

【0038】また、トランス13の2次巻線13cと並
列に接続され、第2の直流電圧である出力電圧Voを検
出する出力電圧検出回路51と、検出した信号を1次側
の制御回路15に帰還信号として絶縁状態で帰還可能な
帰還回路としてのフォトカプラとを備えている。
An output voltage detection circuit 51 connected in parallel with the secondary winding 13c of the transformer 13 for detecting an output voltage Vo as a second DC voltage, and a detection signal for the primary side control circuit 15 And a photocoupler as a feedback circuit capable of performing feedback in an insulating state as a feedback signal.

【0039】フォトカプラは、2次側の出力電圧検出回
路51と接続された発光ダイオード部52aと、1次側
の制御回路15の帰還信号入力端子TFBとソース端子T
sとの間に接続された受光トランジスタ部52bとから
構成されている。なお、出力電圧検出回路51は、例え
ば、シャントレギュレータと抵抗器との直列体とを含む
ような構成とすればよい。
The photocoupler includes a light emitting diode unit 52a connected to the output voltage detection circuit 51 on the secondary side, a feedback signal input terminal TFB and a source terminal TFB of the control circuit 15 on the primary side.
s and the light receiving transistor section 52b connected between the first and second s. Note that the output voltage detection circuit 51 may be configured to include, for example, a series body of a shunt regulator and a resistor.

【0040】本実施形態においては、破線20で囲まれ
る領域、すなわちスイッチング素子14と制御回路15
とを含み、スイッチング素子14のドレイン端子TD 及
びソース端子Ts、並びに制御回路用コンデンサ19の
陽極と接続され、制御回路15の基準電圧が印加される
基準電圧端子TREF 及び帰還信号入力端子TFBの4端子
により外部との入出力が可能となる。ここでは、この4
端子TD 、Ts、TREF 及びTFBを含む領域を基板上形
成領域20と呼び、該基板上形成領域20が1つの半導
体チップ上に形成可能であることを表わしている。な
お、基板上形成領域20は、必ずしも1チップ化される
必要はなく、複数の半導体基板に分割されていてもよ
い。この場合も、前述の4端子TD 、Ts、TREF 及び
TFBを外部接続端子に持つ1つのパッケージに収容され
ることが好ましい。
In this embodiment, the area surrounded by the broken line 20, ie, the switching element 14 and the control circuit 15
A reference voltage terminal TREF and a feedback signal input terminal TFB, which are connected to the drain terminal TD and the source terminal Ts of the switching element 14 and the anode of the control circuit capacitor 19, and to which a reference voltage of the control circuit 15 is applied. Terminals enable input and output with the outside. Here, this 4
An area including the terminals TD, Ts, TREF, and TFB is called an on-substrate formation area 20, which indicates that the on-substrate formation area 20 can be formed on one semiconductor chip. Note that the on-substrate formation region 20 does not necessarily need to be formed into one chip, and may be divided into a plurality of semiconductor substrates. Also in this case, it is preferable that the above-mentioned four terminals TD, Ts, TREF and TFB be housed in one package having external connection terminals.

【0041】制御回路15は、スイッチング素子14に
印加する、発振周波数が例えば100kHz程度のスイ
ッチング信号を生成して出力する発振器21と、共有ソ
ースが基準電圧端子TREF と接続され、一方のドレイン
及び共有ゲートが帰還信号入力端子TREF と接続され、
他方のドレインが抵抗を介してソース端子Tsと接続さ
れた第1のP型MOSFET531及び第2のP型MO
SFET532からなり、帰還信号から2次側の負荷状
態を示す帰還電圧信号VFBOに変換して出力する出力
負荷検出回路53と、帰還電圧信号VFBOを逆相端子
に抵抗を介して受け、正相端子に印加される基準電圧と
の差からなる誤差電圧信号VEAOを生成して出力する
誤差増幅器22とを有している。さらに、スイッチング
素子14を流れるドレイン電流IDを検出し、検出した
ドレイン電流IDを電圧に変換し、素子電流検出信号V
CLとして出力するドレイン電流検出回路23と、誤差
電圧信号VEAOと素子電流検出信号VCLとを比較
し、比較した比較信号を出力するドレイン電流検出用比
較器24と、比較信号に基づいてスイッチング信号の出
力を制御するスイッチング信号制御回路25と、誤差電
圧信号VEAOが下限電圧値よりも小さい場合にはスイ
ッチング信号制御回路25に対してスイッチング素子1
4へのスイッチング信号の出力を停止し、誤差電圧信号
VEAOが上限電圧値よりも大きい場合にはスイッチン
グ信号制御回路25に対してスイッチング信号の出力を
開始する軽負荷検出回路40とを有している。
The control circuit 15 includes an oscillator 21 for generating and outputting a switching signal having an oscillation frequency of, for example, about 100 kHz, which is applied to the switching element 14, and a shared source connected to the reference voltage terminal TREF. The gate is connected to the feedback signal input terminal TREF,
A first P-type MOSFET 531 and a second P-type MO having the other drain connected to the source terminal Ts via a resistor
An output load detection circuit 53 comprising an SFET 532 for converting a feedback signal into a feedback voltage signal VFBO indicating a load state on the secondary side and outputting the feedback voltage signal VFBO; And an error amplifier 22 for generating and outputting an error voltage signal VEAO comprising a difference from a reference voltage applied to the reference voltage. Further, a drain current ID flowing through the switching element 14 is detected, and the detected drain current ID is converted into a voltage.
A drain current detection circuit 23 which outputs the signal as CL, an error voltage signal VEAO and a device current detection signal VCL, and a drain current detection comparator 24 which outputs a compared comparison signal; and a switching signal based on the comparison signal. A switching signal control circuit 25 for controlling the output and a switching element 1 for the switching signal control circuit 25 when the error voltage signal VEAO is smaller than the lower limit voltage value.
And a light load detection circuit 40 that stops outputting the switching signal to the switching signal control circuit 4 and starts outputting the switching signal to the switching signal control circuit 25 when the error voltage signal VEAO is larger than the upper limit voltage value. I have.

【0042】さらに、制御回路15は、スイッチング素
子14のドレイン端子TD と制御回路15の基準電圧端
子TREF との間に接続され、該基準電圧端子TREF に対
して所定の基準電圧値を保持する電圧レギュレータ29
と、基準電圧端子TREF と接続され、制御回路15の起
動又は停止時にスイッチング信号制御回路25にハイレ
ベルのイネーブル信号又はローレベルのディセーブル信
号を送出する起動・停止回路30とを有している。
Further, the control circuit 15 is connected between the drain terminal TD of the switching element 14 and the reference voltage terminal TREF of the control circuit 15, and has a voltage for maintaining a predetermined reference voltage value with respect to the reference voltage terminal TREF. Regulator 29
And a start / stop circuit 30 connected to the reference voltage terminal TREF and transmitting a high-level enable signal or a low-level disable signal to the switching signal control circuit 25 when the control circuit 15 starts or stops. .

【0043】スイッチング信号制御回路25は、セット
端子Sに軽負荷検出回路40の出力信号を受け、リセッ
ト端子Rにドレイン電流検出用比較器24の出力信号を
受けるRSフリップフロップ回路26と、第1の入力端
子に起動・停止回路30の出力信号を受け、第2の入力
端子に発振器21からの最大デューティサイクル信号M
DCを受け、第3の入力端子にRSフリップフロップ回
路26からの出力信号を受けるNAND回路27と、N
AND回路27の出力信号を受け、受けた出力信号を反
転増幅した制御信号をスイッチング素子14のゲートに
出力するインバータからなるゲートドライバ28とから
構成されている。
The switching signal control circuit 25 includes an RS flip-flop circuit 26 which receives an output signal of the light load detection circuit 40 at a set terminal S and an output signal of a drain current detection comparator 24 at a reset terminal R, Receives an output signal of the start / stop circuit 30 at an input terminal thereof and a maximum duty cycle signal M from the oscillator 21 at a second input terminal thereof.
A NAND circuit 27 that receives DC and receives an output signal from an RS flip-flop circuit 26 at a third input terminal;
A gate driver 28 comprising an inverter that receives an output signal of the AND circuit 27 and outputs a control signal obtained by inverting and amplifying the received output signal to the gate of the switching element 14.

【0044】軽負荷検出回路40は、基準電圧源41
と、正相入力端子に誤差増幅器22からの誤差電圧信号
VEAOを受け、逆相入力端子に基準電圧源41からの
基準電圧VRを受ける軽負荷検出用比較器42と、一方
の入力端子に軽負荷検出用比較器42の出力信号を受
け、他方の入力端子に発振器21からのクロック信号C
LKを受けるAND回路43とから構成されている。基
準電圧源41は、軽負荷検出用比較器42の出力を受け
て、基準電圧VRの値が変更可能となるように構成され
ている。
The light load detection circuit 40 includes a reference voltage source 41
A light load detection comparator 42 which receives the error voltage signal VEAO from the error amplifier 22 at the positive phase input terminal and receives the reference voltage VR from the reference voltage source 41 at the negative phase input terminal, and a light load detection comparator 42 at one input terminal. The output signal of the load detection comparator 42 is received, and the clock signal C from the oscillator 21 is input to the other input terminal.
And an AND circuit 43 receiving the LK. The reference voltage source 41 is configured to be able to change the value of the reference voltage VR in response to the output of the light load detection comparator 42.

【0045】軽負荷検出用比較器42は、入力される誤
差電圧信号VEAOと基準電圧VRとを比較して、誤差
電圧信号VEAOが基準電圧VRよりも大きい場合に、
AND回路43に対してハイレベルの信号を出力する。
逆に、誤差電圧信号VEAOが基準電圧VRよりも小さ
い場合には、AND回路43に対してローレベルの信号
を出力するため、RSフリップフロップ回路26の出力
信号がローレベルとなるので、ゲートドライバ28から
の制御信号の出力を停止させることができる。
The light load detection comparator 42 compares the input error voltage signal VEAO with the reference voltage VR, and when the error voltage signal VEAO is larger than the reference voltage VR,
A high-level signal is output to the AND circuit 43.
Conversely, when the error voltage signal VEAO is smaller than the reference voltage VR, a low-level signal is output to the AND circuit 43, so that the output signal of the RS flip-flop circuit 26 is at a low level. The output of the control signal from 28 can be stopped.

【0046】また、誤差増幅器22の出力側には、誤差
電圧信号VEAOの最大値をクランプするPNP型バイ
ポーラトランジスタからなる過電流保護回路31が設け
られており、誤差電圧信号VEAOがクランプ値を超え
る場合には、スイッチング素子14のソース端子Tsへ
過電流を短絡させることにより、該スイッチング素子1
4が保護されるようにしている。
On the output side of the error amplifier 22, there is provided an overcurrent protection circuit 31 composed of a PNP-type bipolar transistor for clamping the maximum value of the error voltage signal VEAO, and the error voltage signal VEAO exceeds the clamp value. In this case, the overcurrent is short-circuited to the source terminal Ts of the switching element 14 so that the switching element 1
4 is protected.

【0047】また、本実施形態に係るスイッチング電源
装置は、直流電圧Vin及び出力電圧Voの電圧値に制限
はない。その上、1パッケージ化さらには1チップ化に
よってスイッチング電源装置の部品点数を大幅に削減で
きるため、スイッチング電源装置のサイズをも小さくで
き、より小型化及び低価格化を実現できる。
In the switching power supply according to the present embodiment, the voltage values of the DC voltage Vin and the output voltage Vo are not limited. In addition, since the number of components of the switching power supply can be significantly reduced by forming one package and then one chip, the size of the switching power supply can be reduced, and the size and the price can be reduced.

【0048】また、スイッチング素子14にN型MOS
FETを用いたが、代わりにNPN型バイポーラトラン
ジスタを用いてもよい。
The switching element 14 has an N-type MOS
Although an FET is used, an NPN-type bipolar transistor may be used instead.

【0049】以下、前記のように構成されたスイッチン
グ電源装置の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the switching power supply device configured as described above will be described.

【0050】まず、本実施形態に係るスイッチング電源
装置の起動について説明する。主入力端子10に交流電
源が入力されると、整流及び平滑化されて直流電圧Vin
となり、トランス13の1次巻線13aと電圧レギュレ
ータ29とを介して制御回路用電源コンデンサ19が充
電される。その後、基準電圧端子TREF の基準電圧値が
起動電圧にまで達すると、制御回路15が動作し、スイ
ッチング素子14のオンオフ制御が開始される。
First, the activation of the switching power supply according to this embodiment will be described. When AC power is input to the main input terminal 10, the DC voltage Vin is rectified and smoothed,
The control circuit power supply capacitor 19 is charged via the primary winding 13a of the transformer 13 and the voltage regulator 29. Thereafter, when the reference voltage value of the reference voltage terminal TREF reaches the starting voltage, the control circuit 15 operates and the on / off control of the switching element 14 is started.

【0051】次に、本実施形態に係るスイッチング電源
装置の負荷変動時の動作について図2を用いて説明す
る。
Next, the operation of the switching power supply according to the present embodiment when the load changes will be described with reference to FIG.

【0052】図2は本実施形態のスイッチング電源装置
の出力負荷状態の変化に対する動作を表わしている。
FIG. 2 shows the operation of the switching power supply of this embodiment in response to a change in the output load state.

【0053】図2に示すように、定格負荷(定常負荷)
時においては、基準電圧源41の基準電圧VRの値は下
限電圧値VR1に設定されている。
As shown in FIG. 2, the rated load (steady load)
At the time, the value of the reference voltage VR of the reference voltage source 41 is set to the lower limit voltage value VR1.

【0054】その後、例えば、負荷供給電流Ioが減少
するような軽負荷となる負荷変動が生じると、負荷18
に対する電力供給が過剰となって、出力電圧Voの電圧
値は若干上昇する。この出力電圧Voの上昇が、出力電
圧検出回路51により検出され、この検出信号はフォト
カプラの発光ダイオード部52a及び受光トランジスタ
部52bを介して制御回路15の帰還信号入力端子TFB
に伝達される。これにより、受光トランジスタ部52b
に流れる帰還信号電流が増加するに連れて、第1のP型
MOSFET531のドレイン及びゲートの電位が低下
して、第1及び第2のP型MOSFET531、532
が低インピーダンス状態となる。その結果、基準電圧端
子TREF の電位は電圧レギュレータ29を介して所定値
に保持されているため、第2のP型MOSFET532
の出力信号である帰還電圧信号VFBOの電圧値が上昇
する。さらに、帰還電圧信号VFBOの上昇に伴って、
誤差増幅器22から出力される誤差電圧信号VEAOの
電圧値が低下するため、ドレイン電流検出回路23から
の素子電流検出信号VCLの電圧値が低くても、ドレイ
ン電流検出用比較器24からハイレベルの信号が出力さ
れる。その結果、RSフリップフロップ回路26からリ
セット信号が出力されるタイミングが早くなって、素子
電流検出信号VCLの電圧値が徐々に低下する。
Thereafter, for example, when a load change that causes a light load such that the load supply current Io decreases, the load 18
Becomes excessive, the voltage value of the output voltage Vo slightly increases. This increase in the output voltage Vo is detected by the output voltage detection circuit 51, and this detection signal is sent to the feedback signal input terminal TFB of the control circuit 15 via the light emitting diode section 52a and the light receiving transistor section 52b of the photocoupler.
Is transmitted to Thereby, the light receiving transistor section 52b
As the feedback signal current flowing through the first P-type MOSFET 531 increases, the potentials of the drain and gate of the first P-type MOSFET 531 decrease, and the first and second P-type MOSFETs 531 and 532
Is in a low impedance state. As a result, since the potential of the reference voltage terminal TREF is maintained at a predetermined value via the voltage regulator 29, the second P-type MOSFET 532
The voltage value of the feedback voltage signal VFBO, which is the output signal of, increases. Further, with the rise of the feedback voltage signal VFBO,
Since the voltage value of the error voltage signal VEAO output from the error amplifier 22 decreases, even if the voltage value of the element current detection signal VCL from the drain current detection circuit 23 is low, a high level signal is output from the drain current detection comparator 24. A signal is output. As a result, the timing at which the reset signal is output from the RS flip-flop circuit 26 is advanced, and the voltage value of the element current detection signal VCL gradually decreases.

【0055】このように、誤差増幅器22からの誤差電
圧信号VEAOの電圧値が軽負荷検出の下限電圧値VR
1と等しくなるまでの負荷変動時においては、スイッチ
ング素子14のスイッチング動作が停止することはな
く、該スイッチング素子14に流れるドレイン電流ID
の最大値は線形的に低下する。その結果、負荷変動時に
おけるスイッチング素子14の消費電流は、負荷の大き
さに合わせて徐々に抑制される。これが、いわゆる電流
モードのPMW制御方式の特徴である。
As described above, the voltage value of the error voltage signal VEAO from the error amplifier 22 is equal to the lower limit voltage value VR for light load detection.
When the load fluctuates until it becomes equal to 1, the switching operation of the switching element 14 does not stop, and the drain current ID flowing through the switching element 14 does not change.
Decreases linearly. As a result, the current consumption of the switching element 14 during a load change is gradually reduced in accordance with the size of the load. This is a feature of the so-called current mode PWM control method.

【0056】次に、誤差電圧信号VEAOの値が下限電
圧値VR1とほぼ等しくなる軽負荷時には、軽負荷検出
回路40の軽負荷検出用比較器42は、AND回路43
に対してローレベルの信号を出力するため、スイッチン
グ信号制御回路25のゲートドライバ28がローレベル
の制御信号のみを出力して、スイッチング素子14のス
イッチング動作が停止する。これとほぼ同時に、軽負荷
検出用比較器42のローレベルの出力信号を受けて基準
電圧源41の出力電圧VRは、下限電圧値VR1から上
限電圧値VR2に変更される。
Next, at a light load when the value of the error voltage signal VEAO is substantially equal to the lower limit voltage value VR1, the light load detection comparator 42 of the light load detection circuit 40
, The gate driver 28 of the switching signal control circuit 25 outputs only the low-level control signal, and the switching operation of the switching element 14 is stopped. At substantially the same time, the output voltage VR of the reference voltage source 41 is changed from the lower limit voltage value VR1 to the upper limit voltage value VR2 in response to the low level output signal of the light load detection comparator 42.

【0057】次に、待機時のような軽負荷又は無負荷状
態となると、スイッチング素子14に対するスイッチン
グ制御が停止してスイッチング素子14がオフ状態とな
り、スイッチング素子14にドレイン電流IDが流れな
くなる。これにより、トランス13の1次巻線13aを
介した2次巻線13cへの電力供給が行われなくなるた
め、負荷18への電力供給は出力コンデンサ162から
のみ行なわれるようになるので、出力電圧Voは徐々に
低下する。出力電圧Voが低下すると、出力電圧検出回
路51が検出してフォトカプラにより1次側に帰還され
る帰還信号の電流量が減少するため、出力負荷検出回路
53から出力される帰還電圧信号VFBOは徐々に低下
する。このとき、図3に示すように、基準電圧源41の
出力電圧VRを下限電圧VR1よりも高い上限電圧VR
2に設定しているため、スイッチング素子14によるス
イッチング動作が直ちに再開されることがない。
Next, when the load becomes a light load or no load as in a standby state, the switching control for the switching element 14 is stopped, the switching element 14 is turned off, and the drain current ID does not flow through the switching element 14. As a result, power supply to the secondary winding 13c via the primary winding 13a of the transformer 13 is not performed, and power supply to the load 18 is performed only from the output capacitor 162. Vo gradually decreases. When the output voltage Vo drops, the amount of current of the feedback signal detected by the output voltage detection circuit 51 and fed back to the primary side by the photocoupler decreases, so that the feedback voltage signal VFBO output from the output load detection circuit 53 becomes Decreases gradually. At this time, as shown in FIG. 3, the output voltage VR of the reference voltage source 41 is set to the upper limit voltage VR higher than the lower limit voltage VR1.
Since it is set to 2, the switching operation by the switching element 14 is not immediately restarted.

【0058】さらに、出力電圧Voが低下して、逆に誤
差電圧信号VEAOが上限電圧値VR2を越えると、軽
負荷検出用比較器42からの出力信号が再びハイレベル
となるため、これを受けるAND回路43はハイレベル
の出力信号を出力できるようになるので、スイッチング
素子14のスイッチング動作が再開される。これとほぼ
同時に、軽負荷検出用比較器42のハイレベルの出力信
号を受けて基準電圧源41の出力電圧VRは、上限電圧
値VR2から下限電圧値VR1に再設定される。
Further, when the output voltage Vo decreases and the error voltage signal VEAO exceeds the upper limit voltage value VR2, the output signal from the light load detection comparator 42 becomes high level again and receives this. Since the AND circuit 43 can output a high-level output signal, the switching operation of the switching element 14 is restarted. At about the same time, the output voltage VR of the reference voltage source 41 is reset from the upper limit voltage value VR2 to the lower limit voltage value VR1 upon receiving the high level output signal of the light load detection comparator 42.

【0059】スイッチング素子14によるスイッチング
動作が再開されると、スイッチング素子14に流れるド
レイン電流IDは、軽負荷検出時の電流値よりも大きく
なっているため、負荷18への電力供給が過剰となっ
て、再び出力電圧Voが上昇し、出力負荷検出回路53
からの帰還電圧信号VFBOが低下する。従って、前述
したように、誤差電圧信号VEAOが下限電圧値VR1
よりも小さくなると、スイッチング素子14に対するス
イッチング信号の出力を再度停止する。
When the switching operation by the switching element 14 is restarted, the power supply to the load 18 becomes excessive because the drain current ID flowing through the switching element 14 is larger than the current value when the light load is detected. Then, the output voltage Vo rises again, and the output load detection circuit 53
Of the feedback voltage signal VFBO from the input terminal is reduced. Therefore, as described above, the error voltage signal VEAO is set to the lower limit voltage value VR1.
When it becomes smaller, the output of the switching signal to the switching element 14 is stopped again.

【0060】このように、基準電圧源41から出力され
る基準電圧VRが軽負荷状態を検出することによりスイ
ッチング動作を停止し、さらに、基準電圧VRを下限電
圧値VR1から上限電圧値VR2へと変更することによ
り、誤差電圧信号VEAOが上昇しても、直ちにスイッ
チング動作が開始されることがないように基準電圧VR
にヒステリシス特性を与えている。これにより、軽負荷
又は無負荷を検出している間は、スイッチング素子14
に対するスイッチング制御は、スイッチング動作の停止
と再開とが繰り返される間欠発振状態となる。
As described above, when the reference voltage VR output from the reference voltage source 41 detects the light load state, the switching operation is stopped, and the reference voltage VR is further changed from the lower limit voltage value VR1 to the upper limit voltage value VR2. By changing the reference voltage VR so that the switching operation is not immediately started even if the error voltage signal VEAO rises.
Has a hysteresis characteristic. As a result, while the light load or no load is detected, the switching element 14
Is in an intermittent oscillation state in which the switching operation is repeatedly stopped and restarted.

【0061】なお、出力電圧Voは、間欠発振状態のス
イッチング停止期間中に低下するが、この低下の度合い
は負荷供給電流Ioに依存する。すなわち、負荷供給電
流Ioが小さくなる程、出力電圧Voの低下が緩やかに
なる。
The output voltage Vo drops during the switching stop period in the intermittent oscillation state, and the degree of this drop depends on the load supply current Io. In other words, as the load supply current Io decreases, the output voltage Vo decreases more gradually.

【0062】また、間欠発振状態におけるスイッチング
停止期間は、負荷供給電流Ioが小さくなる程長くな
る。すなわち、軽負荷になる程スイッチング素子14の
スイッチング動作が減少することになる。
The switching stop period in the intermittent oscillation state becomes longer as the load supply current Io becomes smaller. That is, the switching operation of the switching element 14 decreases as the load becomes lighter.

【0063】また、図1に示した軽負荷検出回路40及
び出力負荷検出回路53の回路構成は、これらに限定さ
れるものではなく、同等の機能を有する回路構成であれ
ば良い。
Further, the circuit configurations of the light load detection circuit 40 and the output load detection circuit 53 shown in FIG. 1 are not limited to these, but may be any circuit configuration having equivalent functions.

【0064】(実施形態の一変形例)以下、本実施形態
の一変形例について図面を参照しながら説明する。
(Modification of the Embodiment) Hereinafter, a modification of the embodiment will be described with reference to the drawings.

【0065】図4は実施形態の一変形例に係るスイッチ
ング電源装置の概略的な回路構成を示している。図4に
おいて、図1に示す構成要素と同一の構成要素には同一
の符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 4 shows a schematic circuit configuration of a switching power supply according to a modification of the embodiment. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0066】図4に示すように、本変形例に係るスイッ
チング電源装置は、一端が基板上形成領域20の端部に
設けられた軽負荷検出電圧調整用端子TR を介して、軽
負荷検出用比較器42の逆相入力端子と接続され、他端
が主入力端子10のローレベル側と接続された検出電圧
可変手段としての軽負荷検出電圧調整用抵抗器55を有
している。
As shown in FIG. 4, the switching power supply according to the present modification has a light load detection voltage adjusting terminal TR provided at one end at the end of the on-substrate formation region 20 for light load detection. It has a light load detection voltage adjusting resistor 55 as detection voltage variable means connected to the negative phase input terminal of the comparator 42 and the other end connected to the low level side of the main input terminal 10.

【0067】このように、軽負荷検出電圧調整用抵抗器
55を設けて、軽負荷検出の基準電圧VRの下限電圧値
VR1及び上限電圧値VR2を適当に調整することがで
きるようになるため、待機時における必要な負荷と併せ
て、スイッチング素子14のスイッチング動作が停止又
は再開する際の負荷供給電流Ioを最適化することがで
きる。従って、スイッチング素子14及び制御回路15
が1チップ化されている場合であっても、軽負荷検出回
路40の下限電圧値VR1又は上限電圧値VR2を電源
装置の用途に応じて変更できるようになる。
As described above, by providing the light load detection voltage adjusting resistor 55, the lower limit voltage value VR1 and the upper limit voltage value VR2 of the reference voltage VR for light load detection can be appropriately adjusted. It is possible to optimize the load supply current Io when the switching operation of the switching element 14 is stopped or restarted, together with the necessary load during standby. Therefore, the switching element 14 and the control circuit 15
Is integrated into a single chip, the lower limit voltage value VR1 or the upper limit voltage value VR2 of the light load detection circuit 40 can be changed according to the use of the power supply device.

【0068】なお、本変形例においては、軽負荷検出電
圧調整用抵抗器55を基板上形成領域20の外部に設け
ているが、必ずしもこれに限られず、所望の抵抗値を決
定した後に、基板上形成領域20に組み込むようにして
も良い。この場合の抵抗値の調整は、トリミング技術、
例えば、レーザトリミング法により行なえる。
In this modification, the light load detection voltage adjusting resistor 55 is provided outside the on-substrate formation region 20. However, the present invention is not limited to this. It may be incorporated in the upper formation region 20. In this case, the adjustment of the resistance value is performed by trimming technology,
For example, it can be performed by a laser trimming method.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明に係るスイッチング電源装置によ
ると、出力側から帰還されて生成される帰還電圧信号と
基準電圧との差からなる誤差電圧信号を出力する誤差増
幅器と、誤差電圧信号が下限電圧値よりも小さい場合に
スイッチング信号制御回路に対してスイッチング素子へ
のスイッチング信号の出力を停止する軽負荷検出回路と
を有しているため、スイッチング素子における損失が減
り、軽負荷時の消費電力を削減できるので、スイッチン
グ電源用半導体装置の電源効率を向上することができ
る。
According to the switching power supply of the present invention, an error amplifier for outputting an error voltage signal consisting of a difference between a reference voltage and a feedback voltage signal generated by feedback from the output side, and an error voltage signal having a lower limit A light load detection circuit that stops outputting the switching signal to the switching element when the voltage is smaller than the voltage value, so that the loss in the switching element is reduced and the power consumption at the time of light load is reduced. , Power efficiency of the switching power supply semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装
置を示す概略的な回路図である。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装
置の動作を示すタイミングチャート図である。
FIG. 2 is a timing chart illustrating an operation of the switching power supply according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るスイッチング電源装
置における軽負荷検出用比較器に与える基準電圧を示す
タイミングチャート図である。
FIG. 3 is a timing chart showing a reference voltage applied to a light load detection comparator in the switching power supply according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態の一変形例に係るスイッチン
グ電源装置を示す概略的な回路図である。
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing a switching power supply according to a modification of the embodiment of the present invention.

【図5】従来のスイッチング電源装置を示す概略的な回
路図である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a conventional switching power supply device.

【図6】従来のスイッチング電源装置の動作を示すタイ
ミングチャート図である。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of a conventional switching power supply device.

【符号の説明】 10 主入力端子 11 整流器 12 入力コンデンサ 13 トランス(変圧器) 13a 1次巻線 13c 2次巻線 14 スイッチング素子 15 制御回路 16 出力電圧生成回路 161 第1のダイオード 162 出力コンデンサ 17 主出力端子 18 負荷 19 制御回路用電源コンデンサ 20 基板上形成領域 21 発振器 22 誤差増幅器 23 電流検出回路 24 ドレイン電流検出用比較器 25 スイッチング信号制御回路 26 RSフリップフロップ回路 27 NAND回路 28 ゲートドライバ 29 電圧レギュレータ 30 起動・停止回路 31 過電流保護回路 40 軽負荷検出回路 41 基準電圧源 42 軽負荷検出用比較器 43 AND回路 51 出力電圧検出回路 52a 発光ダイオード部(帰還回路) 52b 受光トランジスタ部(帰還回路) 53 出力負荷検出回路 531 第1のP型MOSFET 532 第2のP型MOSFET 55 軽負荷検出電圧調整用抵抗器(検出電圧可変手
段) Ts ソース端子 TD ドレイン端子 TREF 基準電圧端子 TBF 帰還信号入力端子 TR 軽負荷検出電圧調整用端子
[Description of Signs] 10 Main input terminal 11 Rectifier 12 Input capacitor 13 Transformer (transformer) 13a Primary winding 13c Secondary winding 14 Switching element 15 Control circuit 16 Output voltage generation circuit 161 First diode 162 Output capacitor 17 Main output terminal 18 Load 19 Power supply capacitor for control circuit 20 Formed area on substrate 21 Oscillator 22 Error amplifier 23 Current detection circuit 24 Drain current detection comparator 25 Switching signal control circuit 26 RS flip-flop circuit 27 NAND circuit 28 Gate driver 29 Voltage Regulator 30 Start / Stop circuit 31 Overcurrent protection circuit 40 Light load detection circuit 41 Reference voltage source 42 Light load detection comparator 43 AND circuit 51 Output voltage detection circuit 52a Light emitting diode section (feedback circuit) 52b Light receiving transistor Data section (feedback circuit) 53 output load detection circuit 531 first P-type MOSFET 532 second P-type MOSFET 55 light load detection voltage adjusting resistor (detection voltage varying means) Ts source terminal TD drain terminal TREF reference voltage terminal TBF Feedback signal input terminal TR Light load detection voltage adjustment terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 誠毅 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 ▲高▼田 浩司 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 國松 崇 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5F038 AV02 AV03 AV05 AV06 BG02 BG04 BG06 BH06 BH11 DF08 EZ20 5G065 AA01 DA06 DA07 EA06 HA04 JA01 KA02 KA05 LA01 LA02 MA01 MA03 MA09 MA10 NA01 NA09 5H730 AA14 AS01 AS04 AS23 BB43 BB57 CC01 DD04 EE02 EE07 EE59 FD01 FF19 FG05 VV01 VV03 ZZ05 ZZ11 ZZ12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiki Yamaguchi 1-1, Kochi-cho, Takatsuki-shi, Osaka Inside Matsushita Electronics Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Koji Takada 1-1, Kochi-cho, Takatsuki-shi, Osaka No. Matsushita Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Kunimatsu 1-1, Satsukicho, Takatsuki-shi, Osaka Prefecture F-term (reference) 5F038 AV02 AV03 AV05 AV06 BG02 BG04 BG06 BH06 BH11 DF08 EZ20 5G065 AA01 DA06 DA07 EA06 HA04 JA01 KA02 KA05 LA01 LA02 MA01 MA03 MA09 MA10 NA01 NA09 5H730 AA14 AS01 AS04 AS23 BB43 BB57 CC01 DD04 EE02 EE07 EE59 FD01 FF19 FG05 VV01 VV03 ZZ05 ZZ11 ZZ12

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変圧器と、 入力端子が前記変圧器の1次巻線と接続され、前記変圧
器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチング素子
と、 前記変圧器の2次巻線と接続され、前記変圧器の2次側
の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、前記第
1の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出
力電圧生成回路と、 前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、 前記第2の直流電圧の電圧値を検出して出力する出力電
圧検出回路と、 前記出力電圧検出回路の出力信号を前記制御回路に帰還
信号として絶縁状態で帰還する帰還回路と、 陽極に前記1次巻線の出力を受け、陰極に前記スイッチ
ング素子の出力を受け、前記制御回路用の電源電圧を生
成する制御回路用電源コンデンサと、 前記1次巻線の出力側と前記制御回路用電源コンデンサ
の陽極との間に設けられ、前記電源電圧を所定値に保持
する電圧レギュレータとを備え、 前記制御回路は、 前記スイッチング素子に印加するスイッチング信号を生
成して出力する発振器と、 前記スイッチング素子を流れる電流を検出し、素子電流
検出信号として出力する電流検出回路と、 前記帰還信号から2次側の負荷状態を示す帰還電圧信号
に変換して出力する出力負荷検出回路と、 前記帰還電圧信号と基準電圧との差からなる誤差電圧信
号を生成して出力する誤差増幅器と、 前記素子電流検出信号と前記誤差電圧信号とを比較し、
比較した比較信号を出力する比較器と、 前記比較信号に基づいて前記スイッチング信号の出力を
制御するスイッチング信号制御回路と、 前記誤差電圧信号が下限電圧値よりも小さい場合には前
記スイッチング信号制御回路に対して前記スイッチング
素子への前記スイッチング信号の出力を停止し、前記誤
差電圧信号が上限電圧値よりも大きい場合には前記スイ
ッチング信号制御回路に対して前記スイッチング信号の
出力を開始する軽負荷検出回路とを有していることを特
徴とするスイッチング電源装置。
A transformer, a switching element having an input terminal connected to a primary winding of the transformer, receiving a first DC voltage via the transformer, and a secondary winding of the transformer. An output voltage generation circuit that is connected and rectifies and smoothes an output voltage on the secondary side of the transformer to generate and output a second DC voltage from the first DC voltage; A control circuit that controls the operation of the second DC voltage; an output voltage detection circuit that detects and outputs a voltage value of the second DC voltage; and an output signal of the output voltage detection circuit is fed back to the control circuit in an insulated state as a feedback signal. A feedback circuit that receives an output of the primary winding on an anode, receives an output of the switching element on a cathode, and generates a power supply voltage for the control circuit; and a power supply capacitor for a control circuit. Output side and the control circuit A voltage regulator provided between the anode of the power supply capacitor for use and holding the power supply voltage at a predetermined value, wherein the control circuit generates and outputs a switching signal to be applied to the switching element; and A current detection circuit that detects a current flowing through the switching element and outputs it as an element current detection signal; an output load detection circuit that converts the feedback signal into a feedback voltage signal indicating a secondary-side load state and outputs the feedback voltage signal; An error amplifier that generates and outputs an error voltage signal composed of a difference between a voltage signal and a reference voltage, and compares the element current detection signal with the error voltage signal.
A comparator that outputs a compared comparison signal; a switching signal control circuit that controls the output of the switching signal based on the comparison signal; and a switching signal control circuit when the error voltage signal is smaller than a lower limit voltage value. Light load detection that stops outputting the switching signal to the switching element and starts outputting the switching signal to the switching signal control circuit when the error voltage signal is larger than an upper limit voltage value. And a switching power supply device.
【請求項2】 前記帰還回路はフォトカプラを含むこと
を特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. The switching power supply according to claim 1, wherein the feedback circuit includes a photocoupler.
【請求項3】 前記軽負荷検出回路は、前記下限電圧又
は前記上限電圧の値を可変に設定できる検出電圧可変手
段を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載
のスイッチング電源装置。
3. The switching power supply according to claim 1, wherein the light load detection circuit includes a detection voltage varying unit that can variably set a value of the lower limit voltage or the upper limit voltage. apparatus.
【請求項4】 前記スイッチング素子及び前記制御回路
は、 前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに
前記制御回路における前記制御回路用電源コンデンサの
陽極側の入力端子及び前記出力負荷検出回路における前
記帰還信号の入力端子が外部接続端子となるように一つ
の半導体基板上に集積化されて形成されていることを特
徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のス
イッチング電源装置。
4. The switching element and the control circuit, comprising: an input terminal and an output terminal of the switching element; an input terminal on the anode side of the control circuit power supply capacitor in the control circuit; and the feedback in the output load detection circuit. The switching power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the signal input terminal is formed integrally on one semiconductor substrate so as to be an external connection terminal.
【請求項5】 変圧器と、 入力端子が前記変圧器の1次巻線と接続され、前記変圧
器を介して第1の直流電圧を受けるスイッチング素子
と、 前記変圧器の2次巻線と接続され、前記変圧器の2次側
の出力電圧を整流し且つ平滑化することにより、前記第
1の直流電圧から第2の直流電圧を生成して出力する出
力電圧生成回路と、 前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、 前記第2の直流電圧の電圧値を検出して出力する出力電
圧検出回路と、 前記出力電圧検出回路の出力信号を前記制御回路に帰還
信号として絶縁状態で帰還する帰還回路と、 陽極に前記1次巻線の出力を受け、陰極に前記スイッチ
ング素子の出力を受け、前記制御回路用の電源電圧を生
成する制御回路用電源コンデンサと、 前記1次巻線の出力側と前記制御回路用電源コンデンサ
の陽極との間に設けられ、前記電源電圧を所定値に保持
する電圧レギュレータとを備えたスイッチング電源装置
を制御するスイッチング電源用半導体装置であって、 前記スイッチング電源用半導体装置は、前記スイッチン
グ素子及び前記制御回路を含み、 前記制御回路は、 前記スイッチング素子に印加するスイッチング信号を生
成して出力する発振器と、 前記スイッチング素子を流れる電流を検出し、素子電流
検出信号として出力する電流検出回路と、 前記帰還信号から2次側の負荷状態を示す帰還電圧信号
に変換して出力する出力負荷検出回路と、 前記帰還電圧信号と基準電圧との差からなる誤差電圧信
号を生成して出力する誤差増幅器と、 前記素子電流検出信号と前記誤差電圧信号とを比較し、
比較した比較信号を出力する比較器と、 前記比較信号に基づいて前記スイッチング信号の出力を
制御するスイッチング信号制御回路と、 前記誤差電圧信号が下限電圧値よりも小さい場合には前
記スイッチング信号制御回路に対して前記スイッチング
素子への前記スイッチング信号の出力を停止し、前記誤
差電圧信号が上限電圧値よりも大きい場合には前記スイ
ッチング信号制御回路に対して前記スイッチング信号の
出力を開始する軽負荷検出回路とを有していることを特
徴とするスイッチング電源用半導体装置。
5. A transformer, a switching element having an input terminal connected to a primary winding of the transformer, receiving a first DC voltage via the transformer, and a secondary winding of the transformer. An output voltage generation circuit that is connected and rectifies and smoothes an output voltage on the secondary side of the transformer to generate and output a second DC voltage from the first DC voltage; A control circuit that controls the operation of the second DC voltage; an output voltage detection circuit that detects and outputs a voltage value of the second DC voltage; and an output signal of the output voltage detection circuit is fed back to the control circuit in an insulated state as a feedback signal. A feedback circuit that receives an output of the primary winding on an anode, receives an output of the switching element on a cathode, and generates a power supply voltage for the control circuit; and a power supply capacitor for a control circuit. Output side and the control circuit A switching power supply semiconductor device that is provided between the power supply capacitor and an anode of the switching power supply capacitor, and controls a switching power supply device including a voltage regulator that holds the power supply voltage at a predetermined value. The control circuit includes the switching element and the control circuit, wherein the control circuit generates and outputs a switching signal to be applied to the switching element, and detects a current flowing through the switching element and outputs a current as an element current detection signal. A detection circuit, an output load detection circuit that converts the feedback signal into a feedback voltage signal indicating a secondary-side load state and outputs the error voltage signal, and generates an error voltage signal including a difference between the feedback voltage signal and a reference voltage. An error amplifier to output, comparing the element current detection signal and the error voltage signal,
A comparator that outputs a compared comparison signal; a switching signal control circuit that controls the output of the switching signal based on the comparison signal; and a switching signal control circuit when the error voltage signal is smaller than a lower limit voltage value. Light load detection that stops outputting the switching signal to the switching element and starts outputting the switching signal to the switching signal control circuit when the error voltage signal is larger than an upper limit voltage value. And a circuit for a switching power supply.
【請求項6】 前記軽負荷検出回路は、前記下限電圧又
は前記上限電圧の値を可変に設定できる検出電圧可変手
段を有していることを特徴とする請求項5に記載のスイ
ッチング電源用半導体装置。
6. The switching power supply semiconductor according to claim 5, wherein the light load detection circuit includes a detection voltage varying unit that can variably set a value of the lower limit voltage or the upper limit voltage. apparatus.
【請求項7】 前記スイッチング素子及び前記制御回路
は、 前記スイッチング素子の入力端子及び出力端子、並びに
前記制御回路における前記制御回路用電源コンデンサの
陽極側の入力端子及び前記出力負荷検出回路における前
記帰還信号の入力端子が外部接続端子となるように一つ
の半導体基板上に集積化されて形成されていることを特
徴とする請求項5又は6に記載のスイッチング電源用半
導体装置。
7. The switching element and the control circuit, comprising: an input terminal and an output terminal of the switching element; an input terminal on the anode side of the control circuit power capacitor in the control circuit; and the feedback in the output load detection circuit. 7. The semiconductor device for a switching power supply according to claim 5, wherein a signal input terminal is integrated on one semiconductor substrate so as to be an external connection terminal.
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